Grundwissen Klasse 10 Chemie

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1 Grundwissen Klasse 10 Chemie 1. Was versteht man unter einem Dipol- Molekül? Die elektrische Ladung im Molekül ist aufgrund unterschiedlicher EN (Elektronegativität) nicht symmetrisch verteilt positiv teilgeladen (δ + ) negativ teilgeladen (δ - ), Atom besitzt höheren Elektronegativitätswert Bsp.: Dipol-Molekül δ - Cl H δ + kein Dipol-Molekül: H--H Es gibt spontane, induzierte und permanente Dipole. 2. Was versteht man unter Dipol/Dipol- Wechselwirkungen? Zwischen Dipol-Molekülen treten zwischenmolekulare (= intermolekulare) Wechselwirkungen auf. Es sind elektrostatische Anziehungskräfte. Solche Wechselwirkungen gibt es auch zwischen Dipol-Molekülen und Ionen. 3. Was sind VAN-DER-WAALS- Wechselwirkungen? Zwischen unpolaren Molekülen gibt es schwache Wechselwirkungen, die auf spontan induzierten Dipolen beruhen. Moleküle haben unpolare Atombindungen, wenn die Differnez der Elektronegativitäten kleiner/ gleich 0,4 ist. Bsp.: zwischen verschiedenen Butanmolekülen 4. Was sind Wasserstoffbrücken? - entsteht, wenn zwei Moleküle oder zwei geeignet weit voneinander getrennte Abschnitte eines Makromoleküls über Wasserstoffatome (H) in Wechselwirkung treten - H muss kovalent an ein stark elektronegatives Atom (z.b. N, O oder F) gebunden sein H positive Partialladung Bindungspartner des H negative Partialladung

2 5. Was sind Säuren und was ist der Unterschied zu sauren Lösungen? Definition nach Brönsted: Säuren sind Protonendonatoren ( H + -Donatoren). HCl (Chlorwasserstoff) ist eine Säure, ein Molekül, gasförmig und wird umgangssprachlich als Salzsäure bezeichnet. Saure Lösungen sind wässrige Lösungen, die hydratisierte Oxoniumionen (H 3 O + (aq)) enthalten. Säurerest-Ionen sind negativ geladene Ionen, die durch die Abspaltung eines oder mehrerer Protonen aus Säure- Moleküle entstehen. Bsp.: einzelne Ionen z.b. I - // Molekülionen z.b. CO 3 2- a) Säure + Wasser Oxoniumion + Säurerestion Bsp.: HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + Cl - (aq) 6. Welche Möglichkeiten gibt es saure Lösungen zu bilden? b) Nichtmetalloxid + Wasser Säure Bsp.: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Säure zerfällt wiederum in Wasser zu Oxoniumion und Säurerestion: H 2 O + H 2 CO 3 H 3 O + + CO Was sind Hydroxide und alkalische Lösungen? Hydroxide sind Feststoffe. NaOH ist Natriumhydroxid und meist in Plätzchenform erhältlich. Hydroxide sind Ionenverbindungen aus positiven Metall-Ionen und negativen Hydroxid-Ionen. NaOH: Na+ und OH- Alkalische (basische) Lösungen sind wässrige Lösungen die Hydroxid-Ionen (OH - (aq)) enthalten. -Metallhydroxid Metall-Ionen + Hydroxid-Ionen 8. Wie lassen sich alkalischer Lösungen bilden? -Metalloxid + Wasser Metall-Ionen + Hydroxid-Ionen -Alkali-/Erdalkalimetalle + Wasser Metall-Ionen + Hydroxid-Ionen + Wasserstoff 9. Was sind Basen? Nenne 2 Beispiele. Basen sind nach Brönsted Protonenakzeptoren. Bsp.: OH - + HCl H 2 O + Cl - NH 3 + HCl NH Cl - Hydroxidionen Ammoniak

3 Teilchen, die sowohl Protonen aufnehmen als auch Protonen abgeben können. 10. Was versteht man unter Ampholyte? Wasser ist ein Ampholyt oder ein amphoteres Teilchen: H 2 O + HCl H 3 O + + Cl - H 2 O + NH 3 OH - + NH 4 + H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - weitere Ampholyte: HSO 4 -, HCO 3 -, NH 3 = Protonenübertragungsreaktion (Protolyse) 11. Was ist eine Säure/Base-Reaktion und nach welchem Prinzip laufen diese ab? - Protonen werden von Säure-Teilchen auf Base-Teilchen übertragen - laufen nach dem Donator/Akzeptor-Prinzip ab - Säuren = Protonendonatoren - Basen = Protonenakzeptoren 12. Was versteht man unter einer Neutralisation? Bsp.? Reaktion zwischen Oxoniumionen und Hydroxid-Ionen. H 3 O + (aq) + OH - (aq) 2 H 2 O (l) - gleichzeitig bildet sich eine neutrale Salzlösung Bsp.: NaOH (aq) + HCl (aq) H 2 O (l) + NaCl (aq) 13. Was gibt der ph-wert an und welche Werte stehen wofür? - ist ein Maß für den Gehalt einer Lösung an Oxonium- Ionen und Hydroxid-Ionen - ph-wert kann Werte von 0 bis 14 einnehmen (RT) ph < 7 die wässrige Lösung ist sauer ph = 7 entspricht reinem Wasser oder einer neutralen, wässrigen Lösung ph > 7 alkalische, wässrige Lösung 14. Was sind Indikatoren? Gib 3 Bsp. an. Indikatoren sind Hilfsmittel, z.b. Farbstoffe, womit sich saure, basische (alkalische) und neutrale Lösungen unterscheiden lassen. Der Universalindikator zeigt an, welcher ph-wert eine Lösung besitzt. Weitere Indikatoren: Beispiele sauer/neutral/basisch Rotkohlsaft: rot/blau/gelb Bromthymolblau: gelb/grün/blau Phenolphthalein: farblos/farblos/rosa

4 Metall + Nichtmetall Salz 15. Nenne verschiedene Möglichkeiten Salze zu bilden. Metall + saure Lösung Salzlösung + Wasserstoff Metalloxid + saure Lösung Salzlösung + Wasser alkalische Lösung + saure Lösung Salzlösung + Wasser Metallhydroxid + saure Lösung Salzlösung + Wasser 16. Was versteht man unter der Stoffmengenkonzentration? - ist der Quotient aus der Stoffmenge n des gelösten Stoffes und dem Volumen V der Lösung - Formelzeichen: c - Einheit: mol/l [sprich mol pro Liter] c (Stoff) = n(stoff)/v(lösung) 17. Was ist eine Redoxreaktion? = Elektronenübertragungsreaktion - Oxidation und Reduktion laufen gleichzeitig ab - Elektronendonator ist das Reduktionsmittel - Elektronenakzeptor ist das Oxidationsmittel - Donator/ Akzeptor-Prinzip

5 - gedachte Ladungszahlen - zur Bestimmung werden die Bindungselektronen dem elektronegativeren Bindungspartner zugeschrieben 18. Was ist die Oxidationszahl? 19. Was ist eine Oxidation bzw. Reduktion bezogen auf Elektronen? Oxidation: Eine Reaktion, bei der Elektronen von einem Stoff abgegeben werden. Dabei wird die Oxidationszahl erhöht. Reduktion: Eine Reaktion, bei der Elektronen aufgenommen werden. Dabei wird die Oxidationszahl erniedrigt. Merkhilfe: Wasserstoff wird vom Sauerstoff oxidiert. 2 H O H +I 2 O -II 20. Organische Chemie (OC) - Teilgebiet der Chemie, welches sich mit Aufbau, Herstellung und Eigenschaften der Verbindungen des Kohlenstoffs beschäftigt - Chemie der Kohlenstoffverbindungen (über 1 Mio. Verbindungen) [Ausnahmen sind die zur anorganischen Chemie zählenden Oxide des Kohlenstoffs, die Kohlensäure, die Cyanide und Cyansauerstoffsäuren sowie die Carbide (Kohlenstoff-Metallverbindungen) und der Schwefelkohlenstoff.] 21. Was zeichnet Kohlenstoff aus? - 4. Hauptgruppe 4 Valenzelektronen 4 Bindungen - kann Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen ausbilden - Kohlenstoffatome können beliebig oft miteinander verbunden sein 22. Was sind Kohlenwasserstoffe? - Moleküle, die aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen. - Man unterscheidet folgende Stoffklassen: Alkane (Einfachbindung) Alkene (Doppelbindung) Alkine (Dreifachbindungen) cyclische Kohlenwasserstoffe (ringförmig verbunden)

6 Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n Was sind Alkane? Gesättigt bedeutet, dass nur Einfachbindungen zwischen den C- Atomen vorhanden sind. Endung (Suffix): -an 24. Was sind Alkene? Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n. Alkene besitzen mind. eine C-C-Doppelbindung. Endung (Suffix): -en 25. Was sind Alkine? Alkene sind ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n-2. Alkine besitzen mind. eine C-C-Dreifachbindung. Endung (Suffix): -in 26. Was sind cyclische Kohlenwasserstoffe? Moleküle, die nicht kettenförmig sind, sondern ringförmig aufgebaut sind. Sie können Einfach- bzw. Mehrfachbindungen haben. Präfix: Cyclo- Suffix: -an, -en, -in (je nach Bindung) 27. Nomenklatur (gesättigter Kohlenwasserstoffe) - längste Kohlenstoffkette wird wie ein Alkan bezeichnet Stammnamen - vor diesen Namen setzt man die Bezeichnung der Seitenketten (Methyl-, Ethyl-, Propyl- usw.) - gleiche Seitenketten werden durch Zahlwörter (di, tri-, tetra-, penta- usw.) zusammengefasst - Seitenketten werden alphabetisch angeordnet - C-Atome der Hauptkette werden so durchnummeriert, dass die Verzweigungsstellen möglichst kleine Zahlen erhalten Zahlen werden den Namen der Seitenketten vorangestellt

7 28. Nomenklatur ungesättigter Kohlenwasserstoffe - Doppelbindung erhält die Endung en, mit zwei Doppelbindungen die Endung dien usw.. - Dreifachbindung erhalten die Endung in, mit zwei Dreifachbindungen die Endung -diin usw.. - die Hauptkette muss die Mehrfachbindung enthalten, die möglichst am Kettenanfang liegen soll Zahl vor der Endung -en bzw. in gibt den Ausgangspunkt der Doppelbindung an - Verbindungen mit Doppel- und Dreifachbindungen erhält die Doppelbindung die niedrigste Nummer 29. Was versteht man unter Isomerie? Und welche Arten kennst du? Konstitutionsisomere: (Konstitution = Verknüpfung) Moleküle, die bei gleicher Summenformel unterschiedliche Atomverknüpfungen haben. z.b. Propan-1-ol und Propan-2-ol E-Z-Isomerie (trans-cis): bei Doppelbindungen Die räumliche Anordnung der Atome/ Atomgruppen (Substituenten) an der Bindung ist verschieden. Beachte Prioritäten (Ordnungszahl). 30. Was ist radikalische Substitution? Reaktion zwischen einem Alkan und einem Halogen. Die Reaktion verläuft als Radikalkettenreaktion nach drei Reaktionsschritten ab: 1. Startreaktion (Lichtenergie z.b. nötig; Fotohalogenierung; Radikalbildung, homolytische Spaltung) 2. Kettenfortpflanzung oder Kettenreaktion 3. Abbruchreaktion Substitution: (von lat. substituere ersetzen ) Ersetzen von Atomen, Atomgruppen oder Molekülen Bei dieser Reaktion werden mindestens zwei Moleküle zu einem vereinigt, wobei eine oder mehrere Mehrfachbindungen aufgespalten werden. 31. Was ist elektrophile Addition? Reaktion zwischen ungesättigten Kohlenwasserstoffe (Alkene, Alkine) z.b. mit Halogenen. Addition (lat. addere hinzufügen) Umkehrreaktion ist die Eliminierung 32. Was ist der Treibhauseffekt? Durch Treibhausgase hervorgerufene, zusätzlich zum natürlichen Treibhauseffekt auftretende Erwärmung der Troposphäre. Treibhausgase: Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Distickstoffoxid (Lachgas, N 2 O), Methan (CH 4 ), Ozon (O 3 ).

8 33. Was sind Halogenkohlenwasserstoffe? Verbindungen, die neben Kohlenstoff und Wasserstoff auch Halogenatome enthalten. Bsp.: FCKW (Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff) Alkohole (Alkanole) sind sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe 34. Was sind Alkohole? mit einer oder mehreren Hydroxy-Gruppen (-OH) mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n+1 OH. Endung (Suffix): -ol prim. Alkohol: C-Atom an dem die Hydroxy-Gruppe gebunden ist mit 1 C-Atom verbunden H H C OH H 35. Was versteht man unter einem primären, sekundären bzw. tertiären Alkohol? sek. Alkohol: C-Atom,an dem die Hydroxy-Gruppe gebunden ist mit 2 C-Atom verbunden CH 3 H C OH CH 3 tert. Alkohol: C-Atom an dem die Hydroxy-Gruppe gebunden ist mit 3 C-Atom verbunden H 3 C CH 3 C OH CH Was entsteht jeweils, wenn man prim., sek. oder tert. Alkohole oxidiert? prim. Alk. Aldehyde Carbonsäuren sek. Alkohole Ketonen XXX tert. Alkohole XXX 37. Was sind Aldehyde? Aldehyde (Alkanale) sind Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Aldehyd-(Carbonyl-)Gruppen (-CHO) mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n+1 CHO. Endung (Suffix): -al

9 Fehling sche Probe: - Kupfersulfat (blau) Kupfer(I)-oxid (ziegelroter Niederschlag) 38. Wie lassen sich Aldehyde nachweisen? Silberspiegelprobe (Tollens sche Probe): - gelöste Silberionen werden zu Silber reduziert Silberspiegel am Reagenzglas 39. Was sind Ketone? Ketone (Alkanone) sind Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Keto-(Carbonyl-)Gruppen (-CO-C-) mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n+1 COC m H 2m+1. Endung (Suffix): -on z.b. Propanon: CH 3 -CO-CH 3 (Trivialname: Aceton) 40. Was sind Carbonsäuren? Carbonsäuren (Alkansäuren) sind Kohlenwasserstoffe mit einer oder mehreren Carboxyl-Gruppen (-COOH) mit der allgemeinen Summenformel C n H 2n+1 COOH. Endung (Suffix): -säure z.b. Ethansäure: CH 3 -COOH (Trivialname: Essigsäure) Veresterung: Carbonsäure + Alkohol Ester + Wasser O 41. Was sind Ester? funktionelle Gruppe: R 1 C O R 2 R steht für Alkylreste Nomenklatur: Name der Säure + Name des Alkylrests des Alkohols + Endung -ester 42. Was sind funktionelle Gruppen? - Atomgruppierung mit bestimmten Eigenschaften (z.b. Elektronegativitätsdifferenz), die sich auf die Stoffeigenschaften auswirken; z.b. - OH- Gruppe = Hydroxy(l)gruppe - C=O - Gruppe = Ketogruppe - CHO- Gruppe = Aldehydgruppe - COOH-Gruppe = Carboxylgruppe - COO-R-Gruppe = Estergruppe - Benennung: Gruppe mit der höchsten Priorität ergibt Suffix; die anderen Substituenten werden als Präfixe vorangestellt: z.b. Alkohol Keton Carbonsäure (Priorität steigt)

10 Strukturformel 43. Welche Molekülformel- Darstellungen kennst du? Halbstrukturformel Keil-Strichformel (EPA- Modell) Skelettformel